Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Дидактические предпосылки использования тренажерно-имитационных технологий в учебном процессе
1.1. Дидактические требования к тренажёру-имитатору как техническому средству профессионального обучения 15
1.2. Тренажёрные технологии: тренажёры-имитаторы, обучающие системы и имитационное моделирование 26
1.3. Профессиональный язык как средство обмена информацией, его барьеры и возможный тренинг 37
1.4. Возможности воспитания эмоционально-волевой устойчивости будущего судоводителя, его профессиональной субъектности как ведущих компонентов в процессе обучения на тренажёре 48
Глава II. Практико-экспериментальная реализация тренажёрно-имитационных технологий в условиях проектно-модульного конструирования содержания учебного материала
2.1. Обоснование и планирование практико-экспериментальной работы ... 66
2.2. Методика проектирования модулей содержания тренажерных занятий на основе ситуативно-задачного подхода 70
2.3. Экспериментальная оценка результатов обучения судоводителей на тренажёре-имитаторе с помощью комплексной пятибалльной и цветовой диагностики 116
2.4. Психолого-педагогическая интерпретация результатов эксперимента по определению обучающих возможностей тренажёра-имитатора 136
Заключение 142
Литература 147
Приложение
- Дидактические требования к тренажёру-имитатору как техническому средству профессионального обучения
- Тренажёрные технологии: тренажёры-имитаторы, обучающие системы и имитационное моделирование
- Обоснование и планирование практико-экспериментальной работы
- Методика проектирования модулей содержания тренажерных занятий на основе ситуативно-задачного подхода
Введение к работе
Ведущим требованием научно-технического и социального прогресса к профессиональной подготовке судоводителей в высшей школе становится высокий уровень формирования и развития профессиональной компетентности, которая характеризуется адекватными культурой и субъектностью, надёжностью, профессиональным самосознанием.
В наиболее явной форме это проявляется в наукоёмких профессиях, где используются сложные технологии, технические средства.
Мировая практика подготовки судоводителей основана на применении тренажёре в-имитаторов. В соответствии с распоряжением Министерства транспорта Российской Федерации от 09.02.2000г. №21 студенты ВУЗов судоводительской специальности должны проходить обязательную подготовку на полнофункциональных судоводительских тренажёрах.
Обучение на тренажёре-имитаторе позволяет значительно эффективней, чем это позволяют традиционные методы, формировать компетентность судоводителя.
При подготовке специалистов для сложных технических систем тренажёры-имитаторы принципиально изменяют дидактические требования к процессу обучения.
Различным проблемам дидактического использования
программированных устройств посвящены работы известных учёных-педагогов: В.П.Беспалько, Г.А.Бокарева, ПЯ.Гальперина, В.А.Леонтьева; профессиональной подготовки судоводителей — И.И.Недзельского, Б.Ф.Петина, А.С.Подрейко, И.И,Сигова и др. Представители инженерной психологии — Н.Ф.Вишнякова, Э.Ф.Зеер, В.В.Карпов, А.Г.Ковалёв, О.Н.Шахматова и др. — в своих исследованиях рассматривают прежде всего проблемы психофизиологической совместимости специалиста с высокотехнологизированными системами управления.
В данном исследовании широкий круг психолого-педагогических проблем подготовки компетентного специалиста в области наукоёмких технологий рассматривается в качестве основы формирования частных целей, реализация которых позволит формировать профессиональную компетентность студентов судоводительской специальности.
Развитие технических средств судовождения с применением современных информационных технологий в области навигации и обеспечения безопасности плавания обусловили необходимость формирования профессиональной компетентности судоводителя на новом уровне с использованием тренажёрных технологий.
Профессиональная деятельность судоводителей зачастую связана с различными внештатными ситуациями (метеорологическими, техническими, навигационными и т.д.), что предъявляет повышенные требования к их профессиональным и психологическим качествам. Только высокий уровень профессиональной компетентности судоводителей может обеспечить безопасность плавания судна, так как допущенная ошибка может привести не только к тяжелым, но подчас и к катастрофическим последствиям. Опыт показывает, что неверные действия членов команды судна могут создать экстремальную ситуацию, где усугубляются последствия от недостаточной компетентности судоводителя. Последняя проявляется в неуверенном или неправильном выполнении отдельных профессиональных компетенций, из которых складывается общая компетентность специалиста. Таким образом, в дидактической составляющей подготовки судоводителя проявляется главное противоречие: для отработки профессиональных компетенций необходимо многократное правильное их выполнение как в штатных, так и во внештатных ситуациях, а реальная практика на учебном судне таких возможностей предоставить не может. Очевидно, необходимы такие технические средства обучения, которые могут моделировать реальные профессиональные ситуации, в том числе и внештатные.
«і
С появлением тренажёров-имитаторов, способных создать виртуальную реальность профессиональной деятельности судоводителей, появились дидактические перспективы решения отмеченного главного противоречия, связанные с отработкой уверенных и точных профессиональных компетенций в учебной аудитории. Естественно, с появлением принципиально нового технического средства обучения, способного имитировать управление речным судном в любых дидактически заданных — как штатных, так и внештатных — профессиональных ситуациях, проявляется ряд новых частных дидактических противоречий:
1. Внутренние водные пути Российской Федерации интегрируются в международные транспортные коридоры. В связи с чем возрастают международные и национальные требования в области обеспечения безопасности плавания и навигации на отечественном речном флоте. Суда оснащаются компьютерными навигационными комплексами и новейшими техническими средствами судовождения, позволяющими значительно повысить безопасность плавания в сложных навигационных условиях. Всё это наполняет труд судоводителей новым интеллектуальным содержанием. В процессе эксплуатации речного судна необходимо в совершенстве знать язык, в том числе знаковый, международного профессионального общения, свободно пользоваться компьютерными навигационными комплексами, обеспечивая безопасное плавание. Поэтому компетентность специалиста речного флота должна формироваться на основе принципиально иных дидактических средств, которыми традиционные системы обучения не располагают. Появлению таких средств предшествуют следующие этапы: первый — здесь должна быть осознана необходимость использования принципиально нового технического средства обучения; второй — должна быть понята и осмыслена дидактическая сущность технического средства обучения,
удовлетворяющего учебным целям; третий — моделируется и создаётся конкретное техническое средство обучения; четвертый — разрабатывается пакет дидактического обеспечения для данного технического средства обучения. 2. Все этапы развития технического средства обучения детерминируются в логическую цепь — от познания необходимости до последующего конструирования, дидактического оснащения и внедрения в учебный процесс. Наиболее важным в этом процессе является звено, которое обеспечивает дидактическую адаптацию технического средства обучения, поскольку традиционное дидактическое обеспечение было ориентировано на сложившиеся пропорции вербального, визуального и практического его использования. Кроме того, необходимо учитывать инерцию в системе работы преподавателей.
Существенным для рассматриваемой проблемы является то обстоятельство, что отечественные и зарубежные психологи в результате разработки проблем личности и деятельности пришли к убеждению, что умения и навыки необходимо рассматривать как способность сознательного, легко переносимого в разнообразные ситуации выполнения действий, а также как синтетические, интегративные качества личности, включающие интеллектуальные, волевые, эмоциональные, сенсорно-двигательные компоненты, обеспечивающие определение и достижение целей деятельности в изменяющихся условиях её протекания.
Проблема исследования - каково дидактическое обеспечение учебного процесса формирования профессиональной компетентности судоводителя с помощью тренажёра-имитатора.
Цель исследования — научно обосновать и разработать проблемные модули содержания учебного материала на основе ситуативно-задачного
подхода при формировании компетентности судоводителя в условиях учебной имитации реальности на тренажёре.
Объект исследования — процесс и результат учебно-воспитательной деятельности вуза по подготовке судоводителей на тренажёре-имитаторе последнего поколения.
Предмет исследования — организация учебных тренажёрных занятий с использованием учебных модулей, разработанных на основе ситуативно-задачного подхода при формировании компетентности судоводителя в условиях учебной имитации реальности.
Изучение и анализ публикаций, исследований, исторического и конкретного опыта применения тренажёров разных поколений в процессе подготовки судоводителей, а также собственный опыт и поисковые эксперименты на базе научно-производственной лаборатории исследования проблем безопасности судоходства Казанского филиала Волжской государственной академии водного транспорта, позволили выдвинуть и сформулировать гипотезу исследования — формирование компетентности студентов-судоводителей в учебном процессе может быть адекватным к требованиям профессии, если:
разработать учебную программу использования тренажера-имитатора на основе ситуативно-задачного подхода;
разработать проблемные модули содержания занятий, позволяющие формировать профессиональную субъектность;
сконструировать ситуативные задачи управления судном, которые позволят формировать проблемные модули в учебном процессе.
Это позволит целенаправленно развивать профессиональное самосознание студентов, выражающееся в профессиональной рефлексии, самоуправлении, самоконтроле, самореализации.
Создание такого дидактического обеспечения учебного процесса позволит вести подготовку студентов-судоводителей, ориентируясь на
требования к компетентности судоводителя и определить его готовность к профессиональной деятельности. Задачи исследования:
На основе анализа теории и практики использования тренажёров-имитаторов разных поколений в высших учебных заведениях выявить и сформулировать основные требования к формированию компетентности судоводителя.
Обосновать целесообразность ситуативно-заданного подхода к формированию профессиональных компетенций, определяющих профессиональную культуру судоводителя, его субъектность и надёжность.
Сформулировать логику дидактического конструирования проблемных модулей для занятий на тренажёре-имитаторе с использованием ситуативных задач, целенаправленно формирующих отдельные профессиональные компетентности.
Экспериментально проверить эффективность ситуативно-заданного подхода при формировании компетентности студента-судоводителя в предложенном дидактическом процессе.
Методология исследования
Методологической основой исследования являются психолого-педагогические положения, принципы и закономерности, раскрывающие природу профессиональной учебно-познавательной и тренажёрной деятельности студентов, признание ведущей роли деятельности в процессе обучения, ситуативно-задачный подход при формировании профессиональной компетентности инженеров-судоводителей.
Исследование базируется на теории и методике проблемно-развивающего обучения, исходные идеи которого обоснованы в философских трудах Э.В.Ильенкова, Б.М.Кедрова, в работах психологов Г.В.Кудрявцева,
В.А.Крутецкого, А.М.Матюшкина, педагогов В,И.Андреева, ИЛ.Лернера, М.И.Махмутова, Н.Н.Скаткина.
Идеи ситуативно-задачного подхода при формировании
профессиональной компетентности специалиста предполагают
использование материалов психологии, физиологии, психофизиологии, рефлексологии, биотехники, профессиональной педагогики, основные положения которых изложены в работах Ж.Амара, В.М.Бехтерева, П.П.Блонского, АЛГавриленко, АХГастева, А.Н.Грабарова, Ф.Дисиберта, А.Г.Калашникова, СЛипмана, ИП.Павлова, И.М. Сеченова, Ф.Тейлора, А.Фридриха, Г.Форда, Ю.П.Фролова, И.Н.Шпильрейна.
За исходное взято положение о необходимости внедрения в процесс профессионального обучения студентов судоводительской специальности тренажёр, создающий виртуальную реальность профессиональной деятельность судоводителя и позволяющий неоднократно совершать как умственные, так и физические профессиональные действия на основе моделирования как штатных, так и внештатных судоводительских ситуаций.
Методы исследования
В диссертации применены эмпирические методы, основанные непосредственно на опыте, связанные с включенным и невключенным наблюдением, анкетированием, тестированием, изучением результатов деятельности, регистрацией фактов. Частные методы эмпирического исследования дополнялись общими методами этого уровня: обобщением предшествующего опыта применения тренажёрной техники в учебном процессе, опытной работой, экспериментом, методом экспертных оценок, статистико-математическими методами. С учётом цели и задач исследования были использованы и теоретические методы: историко-логический, аналогии, мысленное моделирование и др. Эмпирические и теоретические методы диалектически связаны между собой и строго субординированы. На первом этапе добывались знания эмпирически, затем теоретические методы
позволили выявить и соотнести специфические противоречия с закономерностями учебного процесса высшего технического образования в целом. На последнем этапе — построить модель процесса формирования профессиональной компетентности судоводителя, используя техническое средство обучения — тренажёр-имитатор, позволяющего создавать виртуальную реальность его профессиональной деятельности.
Теоретическая значимость исследования состоит в том, что:
раскрыты дидактические возможности тренажёра-имитатора при использовании ситуативных задач, сконструированных на основе отдельных профессиональных действий судоводителей;
разработана и обоснована схема планирования учебных модулей для тренинга конкретных профессиональных действий судоводителей;
адаптирован психологический тест Люшера для дидактической оценки способности студентов судоводительской специальности проявить свою профессиональную компетентность в сложных, динамичных, стрессовых профессиональных ситуациях.
Практическая значимость исследования заключается в разработке технологии и организации занятий на тренажёре-имитаторе, смысл которой состоит в конструировании содержательных модулей, направленных на освоение, а затем отработку профессиональных действий судоводителя до высоких степеней надежности.
Новизна исследования заключается в том, что:
1. Разработано дидактическое обеспечение тренажера-имитатора в учебном процессе, которое заключается в следующем:
учебная программа конструируется в виде проблемных модулей, позволяющих формировать компетентность судоводителя;
ситуативные задачи последовательно используются на разных этапах формирования компетентности судоводителя.
Выявлено, что поэлементный анализ содержания учебного материала предоставляет возможность вычленения конкретных качеств судоводителя (способность принимать решения в условиях непрерывно меняющейся обстановки, знание профессионального языка, аналитические способности, точность движений, пространственное воображение, четкость команд, сенсомоторные качества, хорошая оперативная память и т.д.).
Выявлены профессиональные качества судоводителя, которые становятся системообразующим конструктом учебного модуля и в процессе занятия неоднократно отрабатываются в различных судоводительских ситуациях, в том числе и во внештатных (проблемных). Они формируются и закрепляются до уверенного выполнения на судоводительском тренажере в условиях виртуальной реальности профессиональной деятельности.
4. Обоснована эффективность использования психологического теста
-Люшера для оценки проявления компетентности судоводителя в
любых психологических состояниях по аналогии его применения в системах «Человек-машина». Положения, выносимые на защиту:
Ситуативно-задачный подход в организации процесса обучения на тренажере-имитаторе способствует формированию компетентности до уровня уверенного выполнения профессиональных действий.
Компетентность судоводителя в условиях виртуальной реальности на тренажёре-имитаторе в различных режимах судовождения детерминирована уровнями развития его культуры, субъектности, самосознания, надёжности, что заключается в способности принимать профессиональные решения в постоянно изменяющихся условиях плавания, координировать работу команды судна.
3. Компетентность инженера-судоводителя определяется на двух уровнях: первый — уровень теоретических знаний, сформированных умений и навыков. Это уровень вербальных проявлений компетенций, который можно оценить в баллах. Проявление компетенций в реальной практике судовождения требует от судоводителя самообладания, эмоционально-волевой устойчивости при постоянной напряженности в связи с высокой ответственностью обстоятельств труда — это иной, более высокий, уровень компетентности, определяемый как второй. Для него характерна психологическая устойчивость, суть которой заключается в уверенном профессиональном поведении в любой, в том числе и экстремальной ситуации. Этот уровень оценивается с помощью психологического тестирования. Структура диссертации
Исследование состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.
Во введении рассмотрены дидактические перспективы решения проблемы выработки уверенных и точных профессиональных действий при обучении студентов в учебной аудитории с помощью принципиально нового технического средства обучения — тренажёра-имитатора, способного создавать виртуальную реальность профессиональных ситуаций. Выделена проблема, сформулирована гипотеза о разрешении создавшегося противоречия. Определены задачи исследования.
В первой главе — «Дидактические предпосылки использования тренажёрно-имитационных технологий в учебном процессе» — предпринят анализ проблемы использования тренажёрной техники в подготовке судоводителей, на основе исторического опыта показан генезис дидактических требований, которые предъявлялись к тренажёрам разных поколений.
С появлением тренажёров-имитаторов, способных моделировать реальные судоводительские ситуации, дала о себе знать другая дидактическая проблема — необеспеченность учебно-тренажёрного процесса программно-методическими материалами. Осуществление формального учебно-тренажёрного процесса не укладывается в принятые ныне дидактические сроки усвоения учебного материала.
Теоретический и исторический анализ проблемы использования в учебном процессе высшей профессиональной школы тренажёрной техники позволил выявить и обосновать эффективность ситуативно-заданного подхода при формировании компетентности судоводителя с помощью полнофункционального судоводительского тренажёра.
Вторая глава — «Практико-экспериментальная реализация тренажерно-имитационных технологий в условиях проектно-модульного конструирования содержания учебного материала».
Представленны результаты практико-направленного эксперимента по применению модулей занятий, спроектированных на основе ситуационных задач штатного и внештатного характера для проведения тренажёрной подготовки студентов судоводительской специальности в условиях учебной имитации судоводительских ситуаций.
В конце каждой главы приведены краткие выводы, в заключении -общие выводы по теме исследования.
Апробация и внедрение результатов
Данные, полученные в результате проблемы, были использованы преподавателями, применявшими тренажёрную технику при подготовке специалистов речного флота, автор проводил личную работу на судоводительском тренажёре-имитаторе, установленном в Казанском филиале Волжской государственной академии водного транспорта. Подготовка оригинальных модулей занятий по программе тренажёрной
подготовки судоводителей и их проведение, представляют значимый материал для теоретических и практических обобщений.
Результаты теоретических и практических обобщений докладывались на конференциях: на секционных заседаниях 12-й Всероссийской научно-практической конференции «Мониторинг качества воспитания и творческого саморазвития конкурентноспособной личности» (КГУ, 23-26 июня 2004г.); Всероссийской научно-практической конференции «Субъектность в личностном и профессиональном развитии человека» (КСЮИ, 27-29 июня 2004г.); методологическом заседании кафедры педагогики КГУ 29 ноября 2004г,; на заседаниях лаборатории изучения проблем безопасности судоходства Казанского филиала Волжской государственной академии водного транспорта. Результаты теоретических и практических обобщений исследования представлены в методических рекомендациях «Судоводительский тренажёр-имитатор как дидактическое средство обучения инженера-судоводителя» и используются в виде учебной программы в практике работы преподавателей тренажёрной подготовки судоводителей КФ ВГАВТ.
Проблема формирования профессиональной компетентности судоводителей с помощью тренажёрных средств обучения в высших учебных заведениях речного флота исследуется автором с 2000 года. Экспериментальная работа велась на базе специализированной научно-производственной лаборатории изучения проблем безопасности судоходства Казанского филиала Волжской государственной академии водного транспорта.
Дидактические требования к тренажёру-имитатору как техническому средству профессионального обучения
Перспектива индустриального производства в первой половине двадцатого столетия выдвинула на авансцену педагогики идеи новой «индустриальной педагогики», направленной на формирование «профессионально устремлённой» личности. Ведущим идеологом нового направления в педагогике был Александр Капитонович Гастев, организовавший в двадцатые годы XX века Центральный институт труда. Педагогическая концепция технологизации профессионального обучения базировалась на теории «трудовых установок», что предполагало тренинг устойчивых профессиональных движений, производственную среду [29].
Как гениальный индустриальный поэт и педагог А.К.Гастев соответственно формулировал и цели образования: «Новое поколение людей — поколение, устремленное к максимализму, способное подчиняться технике и её ритму, обладающее умением и волей созидания, заражённое «бациллой» творчества и «бесом изобретательства» [29]. Он так же говорил, что между автоматизмом и творчеством существует диалектическое единство. «Максимум автоматизма нужен для того, чтобы открылась возможность активной творческой работы» [29].
Если соотнести мысли высказанные А.К.Гастевым почти сто лет назад с психолого-педагогическими исследованиями сегодняшнего дня, то можно сделать как минимум два вывода. Первый - актуальная современная проблема формирования профессиональной субъектности очевидно имеет свои истоки из тех времен, а возможность профессионального становления определяется возможностями тренажёрных технологий. Второй - все-таки любое профессионально значимое творчество может проявляться только на основе компетентностного подхода, то есть профессиональное творчество реально только на основе высокого профессионального мастерства. Этот вывод часто противоречит с психолого-педагогическими установками, что творческое развитие и саморазвитие происходит в независимости от освоения знаний, умений, навыков.
Итак, можно констатировать, что идея тренажёрного обучения была обоснована ещё в первой половине двадцатого века [30]. В значительной степени она была реализована при подготовке квалифицированных военных кадров. Современные же требования жизни ставят перед педагогикой проблему тренажёрного обучения в профессиях сугубо гражданских. Понятно, что тренажёрная подготовка, сконструированная на основе новейших компьютерных технологий, не получает широкого распространения в учебном .процессе в силу высокой стоимости, но есть такие виды профессиональной деятельности, где подготовка компетентных специалистов без тренажеров оказывается безмерно затянутой или проблематичной.
Применение тренажерных технологий для формирования, развития и поддержания профессиональной компетентности имеет особое значение при подготовке специалистов, обслуживающих технологические процессы, механизмы, машины, которые трудно или невозможно воспроизвести в учебных условиях.
Сложность профессионального обучения специалистов операторской профессии - летчиков, судоводителей, операторов химических процессов, операторов электростанций и др., состоит в том, что на действующих машинах, установках, производствах можно учиться только по принципу: «Смотри как работаю я, работай как я под моими наблюдением и ответственностью». В таком практическом варианте обучения нельзя ошибиться, повторять или моделировать штгатные или внештатные ситуации. В тоже время в процессе профессиональной подготовки необходимо отрабатывать специфические компетенции. Необходимым условием успешного формирования профессиональной компетентности является оперативный мониторинговый контроль инструктором-преподавателем работы студентов на тренажёре, а также возможность предоставления студентам самим контролировать ход и результат своих профессиональных действий.
Известные психологические исследования установили [79; 90; 104], что без квалифицированного инструкторского контроля всего процесса тренажерного обучения не обеспечивается требуемое формирование профессиональных компетенций.
Выполнению обозначенных условий формирования профессионального мастерства преподавателя-инструктора предназначены специальные компьютерные программные средства, обеспечивающие с одной стороны, формирование профессиональных действий на тренажёре, с другой стороны, мониторинговый контроль процесса формирования данных действий.
Исследования, начатые в дидактике сторонниками программированного процесса обучения в шестидесятые годы двадцатого столетия позволили сформулировать некоторые психолого-педагогические требования к тренажёрной технике на программированной основе обучения [27; 92; 119; 120]. Естественно, эти требования нуждаются в постоянной экспериментальной проверке и конкретизации с учётом специфических изменений профессиональных условий и модернизации тренажёрных программированных технических средств.
Интегрировано эти требования можно сформулировать следующим образом: 1. Тренажёр как техническое средство обучения должен максимально адекватно имитировать реальные производственные условия. 2, Учебная программа, обеспечивающая учебное функционирование тренажёра должна содержательно и структурно соответствовать познавательному процессу. 3. Каждая последующая тренажёрная программа должна обеспечиваться рациональной методикой применения тренажёра в учебном процессе.
Тренажёрные технологии: тренажёры-имитаторы, обучающие системы и имитационное моделирование
Слово «тренажёр» - это явный неологизм, продукт 20-го века, хотя само понятие которое в нём заключено - некое устройство для обучения человека и создания у него определенных навыков - применялось ещё на заре цивилизации. При этом в доиндустриальном обществе тренировка осуществлялась в основном по принципу — «делай как я», хотя, если проанализировать литературные источники, то можно описать «приспособления», которые использовались нашими предками для воспитания и обучения. В первую очередь это конечно куклы, которые сопровождают человечество с древнейших времен. В ратном деле древние, желая сохранить во здравии своих воинов, использовали в тренировках деревянные мечи и копья с затупленными наконечниками.
Тренажеры в современном понимании могли появиться и появились только в" индустриальном обществе, когда возникла необходимость массовой подготовки специалистов для работы либо на однотипном оборудовании, либо со схожими рабочими действиями. Но только в последней четверти прошлого века с быстрым развитием компьютерных технологий, с созданием сложнейшей техники, эксплуатация которой связана с риском для жизни не только одного человека, но и человечества в целом, возникла целая индустрия тренажерных технологий.
Тренажерные технологии сегодня - это не только спортивные тренажеры, с которыми в основном связано это понятие в общепринятом восприятии. Это сложные комплексы, системы моделирования производственных процессов на основе компьютерных технолгий и физических моделей, специальные методики, создаваемые для подготовки личности к принятию качественных и быстрых решений.
В современных тренажерах и в программах подготовки на них, закладываются принципы развития практических навыков и профессиональных качеств с одновременной теоретической подготовкой. Реализация такого подхода стала возможна в связи с бурным развитием и удешевлением компьютерной техники и прогрессом в области создания «машинного зрения», виртуальной реальности и т.п. На базе таких технологий разработаны многочисленные тренажеры для военного применения, позволяющие имитировать боевые действия с высочайшей детальностью в реальном времени; создано множество тренажеров на основе технологий виртуальной реальности для медицины, позволяющих проводить операции виртуальному пациенту с высокой степенью достоверности и т.д. и т.п., при этом области применения тренажерных технологий постоянно расширяются.
Какие бы задачи не стояли перед конкретной тренажёрной системой, её разработчики вынуждены иметь дело с общими свойствами человеческого мышления и восприятия. Поэтому методы и новые конструктивные решения, выработанные в одной области деятельности, могут с успехом применяться и в других, порой совершенно далеких по задачам и целям.
Уровень технологической базы всегда играл доминирующую роль в развитии любого государства. Для большинства стран рывок в индустриальном развитии в первую очередь связывался, особенно при дефиците природных ресурсов (Япония, Корея и т. п.), и связывается в настоящее время с возможностью доступа к передовым технологиям. По мере выработки природных ресурсов значение технологического уровня производства и квалификация специалистов - носителей технологии все более и более возрастает. Развитие России немыслимо без подготовки огромного количества высококлассных специалистов, способных воспринимать и развивать самые современные технологии.
Развитие индустриального общества делает процесс подготовки специалистов все более дорогим. На первое место выходят как проблемы доучебного тестирования и отсева кандидатов (профотбор), так и всемерное удешевление процесса подготовки при сохранении эффективности.
Исторически тренажерные технологии возникли и получили наибольшее развитие в тех областях деятельности, где ошибки при обучении на реальных объектах могут привести к чрезвычайным последствиям, а возможности исправления ошибок или дороги, или невозможны [5; 22; 86; 98; 104]:.
Тренажерное обучение судоводителей получило наибольшее развитие в США, Великобритании, Франции, Норвегии, Японии. Научной разработкой, производством н внедрением судоводительских тренажёров, по данным зарубежной печати, занимаются такие крупные фирмы как IBM, Spery Singer, Hoheuwell (США), Decca, Ferranty, Redifon, Solatron (Великобритания), LMT, Tomson-CSE (Франция), Simrad, Norkontrol (Норвегия), Mitsubishi, Nitsui, INI (Япония) [40; 47; 104; 114; 131; 135].
Основные направления новых разработок зарубежных судоводительских тренажёрных комплексов [113]: - создание имитационных моделей современных судов; - использование компьютерной и видеопроекционной техники; - широкое применение лазеров, звуковых и шумовых эффектов; - использование платформ со многими степенями свободы.
С помощью судоводительских тренажёров также осуществляется оценка степени подготовки командного состава судов. В мореходных учебных заведениях Японии сделана попытка унифицировать нормативы для оценки результатов обучения на судоводительских тренажерах и создать систему проверки и подтверждения полученных в процессе обучения знаний и навыков, необходимых для управления судном [114].
В понятие «обучение управлению судном» входит формирование у студентов компетенций, обеспечивающих его способность определять местоположение судна, осуществлять его управление, производить обмен информацией, соблюдать международные законы и правила, защищать свои права, управлять судовыми машинами и механизмами, действовать в чрезвычайных ситуациях, осуществлять планирование и управление делами.
Интеграция указанных составляющих способности управления судном инженером-судоводителем позволяет оценить процесс обучения в целом.
Развитие технических средств судовождения с применением современных инфомационных технологий, а также возрастающие требования международных и национальных нормативных документов в области обеспечения безопасности плавания и навигации, обусловили необходимость подготовки и оценки компетентности судоводителей с использованием тренажеров-имитаторов.
Обоснование и планирование практико-экспериментальной работы
Перед проведением практико-экспериментальной работы, автором был сделан тщательный отбор релевантной методики эксперимента, который состоял в том, что изучены основные методики дидактических экспериментов и возможные методы статической обработки его результатов.
Ориентируясь на положение о роли изучения передового педагогического опыта преподавателей разных профессиональных учебных заведений водного транспорта, в которых посещались занятия с использованием тренажеров-имитаторов, изучен педагогический опыт проведения тренажёрных занятий для студентов судоводительской специальности в Московской государственной академии водного транспорта, Волжской государственной академии водного транспорта, Морской государственной академии им. адмирала СО. Макарова, Новороссийской морской государственной академии, Морского колледжа им. Г.Я.Седова в г.Ростов-на Дону.
Во всех названных учебных заведениях работают преподавателями тренажёрной подготовки опытные судоводители, которые являются носителями профессиональных качеств. Они формируют субъектную среду, где происходит процесс обучения. Но такой процесс можно все-таки характеризовать как традиционный. Он сложился и не подвергается современному дидактическому осмыслению. То есть, в учебном процессе на тренажёре-имитаторе используют традиционные программы подготовки студентов-судоводителей. Как правило, имитируются реальные судоводительские ситуации. Публикации о зарубежном опыте тренажерной подготовки судоводителей также свидетельствуют об отсутствии рассмотрения дидактических особенностей тренажерной подготовки, несмотря на то, что интенсивно расширяется сфера использования тренажёров-имитаторов (Simulator) в различных областях профессиональной подготовки специалистов (медицина, энергетика, машиностроение и т.д.).
Поэтому, при планировании форм практико-экспериментальной работы, исходя из задач и предмета исследования, автор считает существующую практику подготовки судоводителей как констатирующий эксперимент, тем более, что результаты разных учебных заведений высоко коррелируют.
На диаграмме это можно показать следующим образом Теоретическая подготовленность студентов, %
Необходимо отметить, что цена балла в констатирующем обследовании характеризует теоретическую подготовленность студента и его, относительно правильную, профессиональную деятельность при учебной имитации реальности на судоводительском тренажёре. Все преподаватели единогласно считают, что для студентов необходима судоводительская стажировка на реальном судне. Это значит, что в контрольном режиме практически каждый студент совершает недопустимое количество ошибок. То есть, по предложенной автором формуле на стр.22, средняя оценка колеблется от 0,5 до 0,7.
Всего в констатирующем эксперименте задействовано 132 человека. В качестве формирующего эксперимента, позволяющего определить результативность авторской методики развития компетентности судоводителя, взяты две группы студентов (53 человека) судоводительской специальности Казанского филиала Волжской государственной академии водного транспорта 2003-2004 и 2004-2005 учебных годов. Всего в эксперименте задействовано в общей сложности 185 студентов судоводительской специальности,
В связи с разноплановостью формирующего эксперимента, базирующегося на тренажёрно-имитационных технологиях, описанных в первой главе, был определен следующий алгоритм проведения эксперимента. Во-первых, формирование методики проектирования модулей содержания занятий на основе ситуационно-задачного подхода. Во-вторых, разработка общей программы спецкурса тренажёрной подготоаки «Использование судовых радиолокационных станций на внутренних водных путях». В-третьих, адаптация психологического теста Люшера для контроля психологического состояния студента перед, в процессе и по окончании проводки судна по маршруту на тренажёре-имитаторе в штатной и во внештатной ситуациях. В-четвёртых, в течение двух семестров, в следующих друг за другом учебных группах, проведение экспериментальных занятий с контрольной оценкой по следующем параметрам: теоретические знания, профессиональные умения, надёжность человеческого фактора. В-пятых, подведение итогов формирующего эксперимента.
Необходимо обозначить и некоторые педагогические условия проведения формирующего эксперимента: - В качестве экспериментатора в первую очередь выступает автор, выполняющий функции руководителя и интерпретатора результатов. Непосредственными участниками эксперимента явились преподаватели-инструкторы тренажерной подготовки Казанского филиала Волжской государственной академии водного транспорта Глухов Ю.К. и Костин Ю.А., которые прошли методическую подготовку по проведению эксперимента. - В силу специфики профессии студенты проходили жёсткий конкурсный отбор и поэтому они близки по типу личностной акцентуации (по преимуществу гипертимного и лабильного типа), физически здоровые молодые люди. Но они не одинаковы по типу мышления, по рефлексии, различным компенсаторным -возможностям. В последующих параграфах будет отражаться реализация логики данного алгоритма.
Методика проектирования модулей содержания тренажерных занятий на основе ситуативно-задачного подхода
Основным условием успешного учебного процесса является его конструирование, которое включает в себя анализ, диагностику, прогнозирование и разработку проекта деятельности. На этом этапе решения педагогической задачи можно выделить тесно связанные между собой виды деятельности преподавателя, которые относительно независимо направлены на конструирование содержания, средств и программ действий своих и студентов. Соответственно технологию конструирования учебного процесса можно представить как единство технологии конструирования содержания (конструктивно-содержательная деятельность), конструирования материальных и материализованных средств (конструктивно-материальная) и конструирования деятельности (конструктивно-операциональная). Конструктивно-содержательная, конструктивно-материальная и конструктивно-операциональная технологии различаются по своему предмету. В каждой из них выделяются последовательно осуществляемые преподавателем аналитическая, завершающаяся постановкой диагноза, прогностическая и проективная мыслительные деятельности. Анализ, прогноз, проект - путь при решении дидактической проблемы вне зависимости от предметно-содержательного исполнения. Продуктивность решения стратегических, тактических и оперативных задач в равной мере обеспечивается качеством технологии конструирования вне зависимости от того, был ли проект как результат оформлен на бумаге в виде рабочего плана или реализован в мыслительной деятельности, но технология конструирования учебного процесса не должна сводиться к абстрактному обдумыванию своих действий в общем плане содержания и приблизительно возможного использования технических средств. Всё должно осуществляться с ориентацией на дидактические возможности новых технических средств, профессиографические требования той или другой специальности, личностные особенности студента. Иными словами такая технология диктует необходимость предположительного конструирования учебной деятельности студента. Понятно, что анализ дидактической проблемы начинается с её осознания, последующей постановки педагогического диагноза и определения цели. Профессиональные цели образования трансформируясь в дидактические, определяют общую стратегию учебно-воспитательного процесса и материализуются в учебных планах, программах, методических рекомендациях, учебных пособиях, технических средствах обучения, наглядных пособиях. Профессиональные цели образования, проецируясь на конкретные дидактические ситуации, формируются как задачи педагогического исследования. В.И.Андреев, В.И.Загвязинский, Л.А.Казанцева, В.А.Кан-Калик, В.В.Краевский, Н.Д.Никандров считают, что в творческом процессе педагогического исследования одновременно, или в определённой последовательности, осмысливаются задачи исследования разного уровня. Прежде всего должна быть сформулирована общая задача всего исследования, которая в конечном итоге определит все детали учебного процесса, выступая как общая концепция профессионального образования. В данном исследовании в качестве такой задачи определена технология конструирования занятий на тренажёре-имитаторе для отработки профессиональных умений. Затем необходимо осмысливать задачи последующих этапов, связанных с этапами познавательно-тренировочного процесса, отражая определённый уровень формирования профессиональных компетенций, и в итоге профессиональной субъектности. Естественно, на каждом логическом шаге конструирования дидактического модуля необходимо осмысливать и решать постоянно возникающие ситуативные дидактические задачи. Осознание дидактической задачи предопределяет анализ сложившегося противоречия и определения средств его преодоления. Анализ дидактического противоречия сложившегося в учебном процессе как правило направлен на диагностику состояния всех компонентов учебного процесса. По широте психодиагностическое и дидактическое обследование может охватывать индивидуальность студента как в целом, так и по отдельным её компонентам. По временным признакам такое обследование может быть либо оперативным» либо на определённый этап обучения. Оперативная диагностика выявляется на основе анализа практических действий студента на тренажёре, в это же время можно определить и его психофизиологическое состояние. Диагностика на определённый период обучения предполагает коррекцию формирующихся умений, психологических состояний на каждом последующем этапе обучения. Необходимость квалифицированного дидактического диагноза диктует необходимость преподавателю владеть методами и разнообразными методиками изучения личностных особенностей студента, его психологических состояний (Ю.К.Бабанский, А.В.Батаршев, А.О.Прохоров, О.С.Гребенюк, В.Г.Каташев и т.д.). Логическим завершением конструирования образовательного процесса является материализация проекта учебной деятельности в форме авторской программы спецкурса, который состоит из рабочей программы, модулей-конспектов по всему спецкурсу. Важно отметить, что при конструировании авторской программы преподаватель планирует возможность руководствоваться и имеющимися рекомендациями по оптимальной организации процесса формирования профессиональных умений, навыков, определения психологического состояния студента в процессе выполнения профессиональных функций в различных ситуациях. Можно проиллюстрировать технолргию конструирования модулей занятий на судоводительском тренажёре-имитаторе. Современный судоводительский тренажёр-имитатор обеспечивается программами плавания на конкретных речных участках. Например, используется программа плавания по акватории Куйбышевского водохранилища реки Волги. Программа стопроцентно дублирует реальные условия плавания. Поскольку контингент обучающихся студентов-судоводителей готовится для плавания по данной акватории, то по сути обучение происходит на реальном судоводительском маршруте. То есть можно говорить об адаптации студента в процессе обучения к конкретному маршруту, заучивании особенностей береговой линии и навигационной обстановки, условий плавания и т.д.
